0和未示出的轨道之间的力配合Ft随滑脱的增加而减小。这种情况在图3中示出。
[0032]图3示出轮10和轨道之间的所绘制的抵抗滑脱&的力配合FT。如果行驶点由于过强的驱动力矩迀移到特征曲线的随着滑脱Sx增加而下降的区域上，如这例如通过图3中的振颤点18来说明，那么轮10倾向于自旋、失去到轨道的力传递。力配合Ft沿着特征曲线的下降的区域节律地波动并且被驱动的车轴系统4以其自振起振。
[0033]这示例性地在图1中示出，其中车轴系统4的前部的轴6振颤。右侧的轮被向前拉动并且左侧的轮被向后拉动。通过轴6在转向架8中的相对刚性的安装，轮10不能够向前和向后转移，而是仅在轴6的扭转振动中起振。被驱动的轴6开始起振，这以车轴的振颤表现出来。
[0034]这种振动传递到整个转向架8上，如这示例性地通过转向架8的中部中的箭头20所表明的那样。箭头20仅描述示例性的振动，其中具有转向架8的扭转和其他振动运动的其他形式也是可能的。
[0035]为了识别这种振动，轨道车辆2配设有传感器系统22，所述传感器系统在该实施例中包括多个传感器。传感器系统22是惯性导航系统(INS)，所述惯性导航系统在离转向架8的重心和几何中心稍远的地方固定在转向架8上。传感器系统22包括多个运动传感器，在该实施例中为三个加速度传感器和三个回转器，其中三个加速度传感器制备用于检测在三个彼此垂直的方向上的平移加速度并且三个回转器传感器制备用于检测围绕相同的轴线的转速或三个旋转。因此，能够检测三维的平移加速度并且(根据转速与时间的导数)检测三维的旋转加速度。具有传感器的传感器系统22与评估单元24连接，所述评估单元连同控制单元16集成在控制机构26中，所述控制机构例如设置在轨道车辆2的车厢中。
[0036]在车轴振颤时，除了转向架8的通过箭头20示出的平移振动之外，也出现围绕旋转轴线28的旋转振动，如这通过围绕图1中的旋转轴线28转动箭头所表明的那样。平移振动是纵向运动并且旋转振动是转向架8或者其中一部分的转动运动。在振颤时出现的转向架8的振动通过围绕旋转轴线28转动的箭头表明，并且用于平移振动的箭头20为了直观性仅极其粗略地表明。实际上，振动是可明显区分的，其中在转向架8振动时也能够出现围绕多个旋转轴线和沿多个平移方向的多个振动车轴。
[0037]在图1中示出的实施例中，传感器系统22不仅测量围绕垂直的旋转轴线28的旋转振动而且测量平移振动，如这通过箭头20所表明的那样。平移振动由于传感器系统22在转向架8中的相对中部的位置虽然比在外部的位置中更小，如这通过传感器系统22附近的较小的直线箭头来表明的那样，然而通过传感器系统22在转向架8中的相对中央的位置也可以可靠地测量旋转振动。评估单元24根据平移振动和旋转振动的共同存在像这样检测被驱动的车轴系统4的振动，例如作为被驱动的车轴的振颤。
[0038]这在单一的振动类型中不一定归因于被驱动的车轴的振颤，而在预先已知的频带中的共同的振动明确地确定振颤。传感器系统22的位于如下频带之外的传感器信号在评估单元24中被滤出，所述频带被选择成，使得检测转向架8的一个或多个自振，所述自振对于振颤是特征性的。如果自振以其频率彼此分开，那么也能够检测多个频带。对此，评估单元24包括一个或多个频率滤波器以用于隐去位于所述一个或多个预设的频带之外的信号的评估。该滤波器是极其紧贴地设置在转向架的8的一个或多个自振频率附近的发夹型(Hairpin)滤波器。
[0039]根据被驱动的车轴中的哪个振颤，旋转振动的振动中心有时存在于旋转轴线28中并且有时存在于旋转轴线30中，所述旋转轴线通过图1中的虚线的十字表明并且同样垂直地取向。根据这两个车轴中的哪个振颤，旋转振动更多地围绕旋转轴线28或更多地围绕旋转轴线30发生。为了能够良好地区分这两个旋转振动，传感器系统关于这两个旋转轴线28、30以不同的距离设置。距离越大，振动的旋转分量就下降越多并且平移分量就增加地越多。通过共同地检测振动的平移分量和旋转分量，传感器系统22或者评估单元24能够良好地区分围绕旋转轴线28的或者围绕旋转轴线30的振动进而区分被驱动的车轴系统4的前部的轴6的或后部的轴6的振颤。
[0040]根据何种振动多强地出现在转向架8的哪个位置处，能够推导转向架8的强度进而推导转向架8的进行承载的部分的材料疲劳。就此，推导转向架8的或其一个或多个元件的强度。
[0041]关于图1已经阐述了通过评估单元24根据被驱动的车轴的振颤的振动识别。显然，所述振动识别不受限于振颤识别，因为也能够以类似或相似的方式识别因其他的效应引起的其他振动。因此例如能够识别由于定子的绕组故障引起的马达的扭矩振动和/或成组驱动振动。特别地，能够像这样识别振动，使得因此能够区分各个振动。
[0042]图2在没有示意性说明的轨道车辆2的情况下单独示出被驱动的车轴系统4，所述车轴系统与图1中的车轴系统4相同。不同的是传感器系统32，所述传感器系统在转向架8的不同位置处具有多个传感器34、36、38。传感器34、36、38能够是单个传感器，例如一个用于识别平移加速的加速度传感器34和两个用于识别旋转加速的加速度传感器36、38。在该实施例中，这两个传感器36、38设置在旋转轴线28、30的位置处，被驱动的车轴系统4的振颤振动围绕所述转动轴线旋转地振动。显然，转向架8处的其他位置根据应识别哪个振动对于固定适当的传感器也是有利的。通过三个不同的传感器34、36、38能够区分平移振动和旋转振动，并且也能够区分:围绕这两个旋转轴线28、30的哪个出现更多的旋转振动，即哪个车轴如何强地振颤。就此而言，根据传感器系统22、32的多个传感器34、36、38的信号推导振动的初始位置。
[0043]如果已经识别到这两个被驱动的车轴或其中一个的振颤，那么控制机构16控制马达14，使得相关的被驱动的车轴的行驶点再次回置到在图3中示出的特征曲线的在最大值附近的平坦的区域上或者上升的区域上，即减少滑脱Sx。这在图3中示例地通过所标记的箭头表明，通过所述箭头，行驶点从振颤点18回置到驱动点40上。这通过相关的行驶马达14的扭矩降低以如下方式进行:相关的轴6的轮10将更少的扭矩施加到轨道上并且更多地共同滚动。随后，扭矩能够再次提高进而提高轮和轨道之间的力配合，直至到达驱动点40。
[0044]在图1和2中示出和阐述根据被驱动的车轴系统4的振动对轨道车辆2的振动的识别。然而也可行的是:检测轨道车辆2的另一个元件的振动，所述另一个元件也能够位于轨道车辆2的被驱动的车轴系统之外。就此而言，本发明可应用于通过测量指示元件的振动的参数来识别轨道车辆2的元件的振动。
【主权项】
1.一种用于识别轨道车辆(2)的被驱动的车轴系统(4)的振动的方法，其中传感器系统(22，32)检测指示所述车轴系统(4)的元件的振动的参数并且评估单元(24)评估所述传感器系统(22，32)的信号， 其特征在于，所述传感器系统(22，32 )具有运动传感器，所述运动传感器检测所述元件的实施为转动的运动作为参数，其中所述元件是所述轨道车辆(2)的转向架(8)的一部分，被驱动的且振颤的车轴的振颤运动被传递到所述部分上。2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于，所述传感器系统(22，32 )包括加速度传感器，所述加速度传感器检测所述元件的加速度作为参数。3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于，所述运动传感器构成为旋转传感器。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，所述传感器系统(22，32)包括惯性导航系统的传感器。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，在所述振动的自振附近的频带上对所述传感器系统(22，32)的信号进行滤波。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，根据所述元件的转动运动和纵向运动检测所述振动。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，根据多个运动传感器的信号推导多种类型的振动中的一种。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，根据多个运动传感器的所述信号推导所述振动的初始位置。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其特征在于，根据传感器数据推导所述元件的强度。10.一种具有被驱动的车轴系统(4)和传感器系统(22，32)的轨道车辆(2)，其中所述传感器系统用于检测指示所述车轴系统(4)的元件的振动的参数，所述轨道车辆具有用于评估所述传感器系统(22，32)的信号的评估单元(24)， 其特征在于，所述传感器系统(22，32 )包括运动传感器，所述参数是所述元件的实施为转动的运动，其中所述元件是所述轨道车辆(2)的转向架(8)的一部分，被驱动的且振颤的车轴的振颤运动能够传递到所述部分上。
【专利摘要】本发明涉及一种用于识别轨道车辆(2)的被驱动的车轴系统(4)的振动的方法，其中传感器系统(22，32)检测指示车轴系统(4)的元件的振动的参数并且评估单元(24)评估传感器系统(22，32)的信号。为了可靠地识别轨道车辆的被驱动的车轴系统的振动，提出：传感器系统(22，32)具有运动传感器，所述运动传感器检测元件的运动作为参数。
【IPC分类】G01M17/10, B61F5/00
【公开号】CN104955704
【申请号】CN201480005989
【发明人】斯特凡·哈斯勒, 沃尔夫冈·鲁尔卡, 托尔斯滕·施蒂茨勒
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2014年1月27日
【公告号】DE102013201289A1, EP2928751A1, US20150362407, WO2014114788A1